Molecular Engineering for Large Open-Circuit Voltage and Low Energy Loss in Around 10% Non-fullerene Organic Photovoltaics

轨道能级差 光电流 有机太阳能电池 带隙 材料科学 开路电压 光伏 富勒烯 光电子学 接受者 聚合物太阳能电池 能量转换效率 电压 化学 光伏系统 有机化学 分子 物理 电气工程 聚合物 复合材料 工程类 量子力学 凝聚态物理
作者
Bo He,Bin Yang,Matthew A. Kolaczkowski,Christopher L. Anderson,Liana M. Klivansky,Teresa L. Chen,Michael A. Brady,Yi Liu
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:3 (4): 1028-1035 被引量:49
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.8b00366
摘要

Recent efforts in organic photovoltaics (OPVs) have been devoted to obtaining low-bandgap non-fullerene acceptors (NFAs) for high photocurrent generation. However, the low-lying lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level in narrow bandgap NFAs typically results in a small energy difference (ΔEDA) between the LUMO of the acceptor and the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the donor, leading to low open-circuit voltage (VOC). The trade-off between ΔEDA and photocurrent generation significantly limits the simultaneous enhancement of both VOC and short-circuit current density (JSC). Here, we report a new medium-bandgap NFA, IDTT-T, containing a weakly electron-withdrawing N-ethyl thiabarbituric acid terminal group on each end of the indacenodithienothiophene (IDTT) core. When paired with a benchmark low-bandgap PTB7-th polymer donor, simultaneous enhancement of both ΔEDA and absorption spectral coverage was realized. The OPV devices yield a VOC of 1.01 V, corresponding to a low energy loss of 0.57 eV in around 10% efficiency single-junction NFA OPVs. The design demonstrates a working principle to concurrently increase ΔEDA and photocurrent generation for high VOC and PCE in bulk fullerene-free heterojunction OPVs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Yuenyee完成签到 ,获得积分10
8秒前
辣椒完成签到,获得积分10
8秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
心灵美的不斜完成签到 ,获得积分10
21秒前
YvesWang完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
王亚楠完成签到 ,获得积分10
32秒前
一天完成签到 ,获得积分10
34秒前
ilk666完成签到,获得积分10
35秒前
大纯完成签到,获得积分10
38秒前
jason完成签到 ,获得积分10
42秒前
flyingpig发布了新的文献求助10
42秒前
飞龙在天完成签到 ,获得积分10
46秒前
Leo完成签到 ,获得积分10
47秒前
贪玩的秋柔应助Mic采纳,获得200
47秒前
LN完成签到,获得积分10
52秒前
一个橙完成签到 ,获得积分10
52秒前
55秒前
花样年华完成签到,获得积分0
56秒前
她说肚子是吃大的i完成签到,获得积分10
58秒前
flyingpig完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
谦让的代桃完成签到 ,获得积分10
1分钟前
美丽的芙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
没时间解释了完成签到 ,获得积分10
1分钟前
雪山飞龙完成签到,获得积分10
1分钟前
小羊咩完成签到,获得积分0
1分钟前
鲤鱼小蕾完成签到 ,获得积分10
1分钟前
呆萌的蚂蚁完成签到 ,获得积分10
1分钟前
麦田麦兜完成签到,获得积分10
1分钟前
506407完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
于玉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
夜未央完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ada阿达完成签到,获得积分10
1分钟前
健壮的绿凝完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 2000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 750
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7521806
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9108826
关于积分的说明 19447361
捐赠科研通 7125234
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3254901
关于科研通互助平台的介绍 2423118
邀请新用户注册赠送积分活动 2241689